JP7501032B2 - 液体吐出ヘッド、および、液体吐出装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態としての液体吐出ヘッド200を備える液体吐出装置100の概略構成を示す説明図である。図1には、互いに直交するX,Y,Z方向に沿った矢印が表されている。X,Y,Z方向は、互いに直交する3つの空間軸であるX軸、Y軸、Z軸に沿った方向であり、それぞれ、X軸、Y軸、Z軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。具体的には、前記X軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向が、それぞれ+X方向,+Y方向,+Z方向であり、前記X軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向が、それぞれ-X方向,-Y方向,-Z方向である。X方向及びY方向に沿った平面をXY平面と呼び、X方向及びZ方向に沿った平面をXZ平面と呼び、Y方向及びZ方向に沿った平面をYZ平面と呼ぶこともある。なお、図1において、X軸およびY軸は水平面に沿った軸であり、Z軸は鉛直線に沿った軸である。従って、本実施形態では、-Z方向は、重力方向である。他の図においても、X,Y,Z方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図1におけるX,Y,Z方向と、他の図におけるX,Y,Z方向とは、同じ方向を表している。また、本明細書中で、直交とは、90°±10°の範囲を含む。
図8は、第2実施形態における圧電部230b及び圧力室基板220の、YZ平面に沿った断面を示す図である。本実施形態では、第1実施形態と異なり、圧電素子240bの共通電極である第1電極246bは、圧電体245と振動板231との間に設けられている。一方で、個別電極である第2電極247bは、第1電極246bとの間に圧電体245を挟んで設けられている。すなわち、本実施形態では、第1電極246bは下部電極に相当し、第2電極247bは上部電極に相当する。なお、第2実施形態の液体吐出装置100及び液体吐出ヘッド200の構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図11は、第3実施形態における圧電部230cの概略構成を説明する図である。本実施形態では、第1実施形態と異なり、第2電極247cの第1位置Ps1におけるX方向の幅We1は、振動板231の第1幅W1よりも小さい。なお、図11では、第2部分235に対応する部分に右上がりのハッチングが施され、第2電極247cに対応する部分に右下がりのハッチングが施されている。図11において両方のハッチングが施されている部分は、第2部分235であり、かつ、第2電極247cが設けられている部分に対応する。また、第3実施形態の液体吐出装置100及び液体吐出ヘッド200の構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図12は、第4実施形態における圧電部230dの概略構成を説明する図である。本実施形態の振動板231は、第1実施形態と異なり、第1位置Ps1において、第2部分235からX方向に第1部分234を隔てて第3部分238を有している。XY平面において、この第3部分238と重なる位置には、圧電体245dが設けられていない。なお、図12において、圧電部230dのうち、第3部分238に対応する部分が、二点鎖線と右下がりのハッチングとによって示されている。また、第4実施形態の液体吐出装置100及び液体吐出ヘッド200の構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図14は、第5実施形態における圧電部230eの概略構成を説明する図である。本実施形態の圧電部230eは、第1実施形態と異なり、圧電素子240に積層された金属層260を備えている。図14には、圧電部230eに設けられた金属層260が、二点鎖線と、網点状のハッチングと、によって示されている。なお、第5実施形態の液体吐出装置100及び液体吐出ヘッド200の構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図15は、第1位置Ps1における、第6実施形態の圧電部230f及び圧力室基板220の断面を示す図である。図16は、第2位置Ps2における、第6実施形態の圧電部230f及び圧力室基板220の断面を示す図である。本実施形態では、第1実施形態と異なり、振動板231fの第2部分235fの厚さは、第1部分234fの厚さよりも薄い。第6実施形態の液体吐出装置100及び液体吐出ヘッド200の構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
(G-1)上記実施形態において、第2部分235は、第2方向において圧力室221が延在する範囲外の位置である第3位置Ps3まで延在している。これに対して、第2部分235は、第2方向において、第3位置Ps3まで延在していなくてもよい。例えば、第2部分235は、第2方向において第2位置Ps2まで延在し、第3位置Ps3まで延在していなくてもよい。
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
このような形態によれば、第1方向において、振動板の端部に近い部分と端部から離れた中央部分との間に段差を設ける場合に、圧力室の第2方向の端部付近においても振動板の段差の効果を得ることができ、かつ、圧力室の第2方向の端部付近における振動板や圧電素子の損傷を抑制できる。
このような形態によれば、圧電素子は、第2方向における圧力室の端部付近において、第1方向において、振動板の端部に近い部分と端部から離れた中央部分との間に段差を設ける場合に、圧力室の第2方向の端部付近においても振動板の段差の効果を得ることができ、かつ、圧力室の第2方向の端部付近における振動板や圧電素子の損傷を抑制できる。
このような形態によれば、第1方向において、振動板の端部に近い部分と端部から離れた中央部分との間に段差を設ける場合に、圧力室の第2方向の端部付近においても振動板の段差の効果を得ることができ、かつ、圧力室の第2方向の端部付近における振動板や圧電素子の損傷を抑制できる。
Claims (13)
- 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第2部分の厚さは、前記第1部分の厚さよりも薄く、
前記振動板は、厚さ方向において前記圧力室から遠い一面である第1面と、前記第1面と反対側の第2面と、を有し、
前記厚さ方向において、前記第1部分における前記第1面の位置は、前記第2部分における前記第1面の位置と同じ位置であり、
前記厚さ方向において、前記第2部分における前記第2面は、前記第1部分における前記第2面に対して、前記圧力室と反対側に位置し、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極は、前記圧電体と前記振動板との間に設けられ、
前記第1電極は、前記第2電極との間に前記圧電体を挟んで設けられることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第2部分の厚さは、前記第1部分の厚さよりも薄く、
前記振動板は、厚さ方向において前記圧力室から遠い一面である第1面と、前記第1面と反対側の第2面と、を有し、
前記厚さ方向において、前記第1部分における前記第1面の位置は、前記第2部分における前記第1面の位置と同じ位置であり、
前記厚さ方向において、前記第2部分における前記第2面は、前記第1部分における前記第2面に対して、前記圧力室と反対側に位置し、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第1位置における前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第2部分の厚さは、前記第1部分の厚さよりも薄く、
前記振動板は、厚さ方向において前記圧力室から遠い一面である第1面と、前記第1面と反対側の第2面と、を有し、
前記厚さ方向において、前記第1部分における前記第1面の位置は、前記第2部分における前記第1面の位置と同じ位置であり、
前記厚さ方向において、前記第2部分における前記第2面は、前記第1部分における前記第2面に対して、前記圧力室と反対側に位置し、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記振動板は、少なくとも前記第1位置において、前記第2部分から前記第1方向に前記第1部分を隔てて第3部分を有し、
前記第1方向及び前記第2方向において、前記第3部分と重なる位置には、前記圧電体が設けられていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記第2方向において前記圧力室が延在する範囲外の位置である第3位置まで延在し、
前記第3位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第2幅以下であり、
前記第2部分の厚さは、前記第1部分の厚さよりも厚いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記第2方向において前記圧力室が延在する範囲外の位置である第3位置まで延在し、
前記第3位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第2幅以下であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極は、前記圧電体と前記振動板との間に設けられ、
前記第1電極は、前記第2電極との間に前記圧電体を挟んで設けられることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記第2方向において前記圧力室が延在する範囲外の位置である第3位置まで延在し、
前記第3位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第2幅以下であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第1位置における前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記第2方向において前記圧力室が延在する範囲外の位置である第3位置まで延在し、
前記第3位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第2幅以下であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記振動板は、少なくとも前記第1位置において、前記第2部分から前記第1方向に前記第1部分を隔てて第3部分を有し、
前記第1方向及び前記第2方向において、前記第3部分と重なる位置には、前記圧電体が設けられていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記圧電素子に積層された金属層を備え、
前記金属層は、前記第1方向及び前記第2方向において、前記第2部分の前記第1幅よりも小さい幅を有する部分と重なり、かつ、前記圧力室が延在する範囲外に延在することを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第2位置における前記第1方向の幅は、前記第2幅よりも大きく、
前記第2部分の厚さは、前記第1部分の厚さよりも厚いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第2位置における前記第1方向の幅は、前記第2幅よりも大きく、
前記第2電極は、前記圧電体と前記振動板との間に設けられ、
前記第1電極は、前記第2電極との間に前記圧電体を挟んで設けられることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第2位置における前記第1方向の幅は、前記第2幅よりも大きく、
前記第2電極の前記第1位置における前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 圧電素子と、
前記圧電素子に対応する圧力室を区画する圧力室基板と、
前記圧電素子と前記圧力室基板との間に設けられた振動板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
複数の前記圧力室が配列される方向を第1方向とし、
複数の前記圧力室それぞれが延在する方向を第2方向とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置を第1位置とし、
前記第2方向における前記圧力室内の特定の位置であって、前記第2方向において前記第1位置よりも前記圧力室の端部に近い位置を第2位置としたとき、
前記振動板は、前記第1位置及び前記第2位置において、第1部分と、前記第1方向において前記第1部分よりも前記圧力室の端部から遠く、前記第1部分と異なる厚さを有する第2部分と、を有し、
前記第1位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、第1幅であり、
前記第2位置において、前記第2部分の前記第1方向の幅は、前記第1幅よりも小さい第2幅であり、
前記圧電素子は、圧電体と、第1電極と、第2電極と、が積層されて構成され、
前記第1電極は複数の前記圧力室に対して共通に設けられ、
前記第2電極は複数の前記圧力室に対して個別に設けられ、
前記第2電極の前記第2位置における前記第1方向の幅は、前記第2幅よりも大きく、
前記振動板は、少なくとも前記第1位置において、前記第2部分から前記第1方向に前記第1部分を隔てて第3部分を有し、
前記第1方向及び前記第2方向において、前記第3部分と重なる位置には、前記圧電体が設けられていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。
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